在面試過程中C++的多態(tài)實(shí)現(xiàn)機(jī)制經(jīng)常會(huì)被面試官問道。大家清楚多態(tài)到底該如何實(shí)現(xiàn)嗎？下面小編抽空給大家介紹下多態(tài)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制。

1. 用virtual關(guān)鍵字申明的函數(shù)叫做虛函數(shù)，虛函數(shù)肯定是類的成員函數(shù)。

2. 存在虛函數(shù)的類都有一個(gè)一維的虛函數(shù)表叫做虛表。類的對(duì)象有一個(gè)指向虛表開始的虛指針。虛表是和類對(duì)應(yīng)的，虛表指針是和對(duì)象對(duì)應(yīng)的。

3. 多態(tài)性是一個(gè)接口多種實(shí)現(xiàn)，是面向?qū)ο蟮暮诵?。分為類的多態(tài)性和函數(shù)的多態(tài)性。

4. 多態(tài)用虛函數(shù)來實(shí)現(xiàn)，結(jié)合動(dòng)態(tài)綁定。

5. 純虛函數(shù)是虛函數(shù)再加上= 0。

6. 抽象類是指包括至少一個(gè)純虛函數(shù)的類。

多態(tài)的簡(jiǎn)單介紹

一般來說，多態(tài)分為兩種，靜態(tài)多態(tài)和動(dòng)態(tài)多態(tài)。靜態(tài)多態(tài)也稱編譯時(shí)多態(tài)，主要包括模板和重載。而動(dòng)態(tài)多態(tài)則是通過類的繼承和虛函數(shù)來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)基類和子類擁有同名同參同返回的方法，且該方法聲明為虛方法，當(dāng)基類對(duì)象，指針，引用指向的是派生類的對(duì)象的時(shí)候，基類對(duì)象，指針，引用在調(diào)用基類的方法，實(shí)際上調(diào)用的是派生類方法。這就是動(dòng)態(tài)多態(tài)。

靜態(tài)多態(tài)的實(shí)現(xiàn)

靜態(tài)多態(tài)靠編譯器來實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)單來說就是編譯器對(duì)原來的函數(shù)名進(jìn)行修飾，在c語言中，函數(shù)無法重載，是因?yàn)?，c編譯器在修飾函數(shù)時(shí)，只是簡(jiǎn)單的在函數(shù)名前加上下劃線"_" 。而c++編譯器不同，它根據(jù)函數(shù)的類型，個(gè)數(shù)來對(duì)函數(shù)名進(jìn)行修飾，這就使得函數(shù)可以重載，同理，模板也是可以實(shí)現(xiàn)的，針對(duì)不同類型的實(shí)參來產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的特化的函數(shù)，通過增加修飾，使得不同的類型參數(shù)的函數(shù)得以區(qū)分。

以下段程序?yàn)槔?br />

#include <iostream>
using namespace std;
template <typename T1, typename T2>
int fun(T1 t1, T2 t2){}
int foofun(){}
int foofun(int){}
int foofun(int , float){}
int foofun(int , float ,double){}
int main(int argc, char *argv[])
{
fun(1, 2);
fun(1, 1.1);
foofun();
foofun(1);
foofun(1, 1.1);
foofun(1, 1.1, 1.11);
return 0;
}

經(jīng)過編譯之后：

只選取main函數(shù)部分來看：

可以發(fā)現(xiàn)，調(diào)用的函數(shù)名均發(fā)生了變化，都加了相應(yīng)的修飾，使得調(diào)用的函數(shù)是不一樣的，靜態(tài)多態(tài)就是如此。

動(dòng)態(tài)多態(tài)的實(shí)現(xiàn)

聲明一個(gè)類時(shí)，如果類中有虛方法，則自動(dòng)在類中增加一個(gè)虛函數(shù)指針，該指針指向的是一個(gè)虛函數(shù)表，虛函數(shù)表中存著每個(gè)虛函數(shù)真正對(duì)應(yīng)的函數(shù)地址。動(dòng)態(tài)多態(tài)采用一種延遲綁定技術(shù)，普通的函數(shù)調(diào)用，在編譯期間就已經(jīng)確定了調(diào)用的函數(shù)的地址，所以無論怎樣調(diào)用，總是那個(gè)函數(shù)，但是擁有虛函數(shù)的類，在調(diào)用虛函數(shù)時(shí)，首先去查虛函數(shù)表，然后在確定調(diào)用的是哪一個(gè)函數(shù)，所以，調(diào)用的函數(shù)是在運(yùn)行時(shí)才會(huì)確定的。

在聲明基類對(duì)象時(shí)，虛函數(shù)表中綁定的就是基類的方法的地址。在聲明派生類對(duì)象時(shí)，虛函數(shù)表中綁定的就是派生類的方法。在對(duì)象被創(chuàng)建之后(以指針為例)，無論是基類指針還是派生類指針指向這個(gè)對(duì)象，虛函數(shù)表是不會(huì)改變的。
以下段程序?yàn)槔?br />

#include <iostream>
using namespace std;
class Base
{
public:
virtual void fun()
{
cout << "this is base fun" << endl;
}
};
class Derived : public Base
{
public:
void fun()
{
cout << "this is Derived fun" << endl;
}
};
int main(int argc, char *argv[])
{
Base b1;
Derived d1;
Base *pb = &d1;
Derived *pd = (Derived *)&b1;
b1.fun();
pd->fun();
d1.fun();
pb->fun();
return 0;
}

運(yùn)行結(jié)果如下：

從結(jié)果可以看出，當(dāng)一個(gè)對(duì)象被創(chuàng)建之后，在調(diào)用虛函數(shù)的時(shí)候，無論是派生類指針還是基類指針指向這個(gè)對(duì)象，調(diào)用虛函數(shù)的結(jié)果是一樣的。因?yàn)?，虛函?shù)表是不變。當(dāng)然，有可能在多繼承中會(huì)有多個(gè)虛函數(shù)表從而導(dǎo)致函數(shù)調(diào)用時(shí)調(diào)用不同的虛函數(shù)表，這里不做考慮。

以上所述是小編給大家介紹的C++多態(tài)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制理解，希望對(duì)大家有所幫助，如果大家有任何疑問請(qǐng)給我留言，小編會(huì)及時(shí)回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對(duì)腳本之家網(wǎng)站的支持！

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